[发明专利]一种考虑土层波速的旁孔检测校正方法及装置

说明书

本发明公开了一种考虑土层波速的旁孔检测校正方法，通过旁孔透射法，测量桩底深度作为初步测量桩深；选定被测桩和检测孔之间的平整地面作为新的敲击点，触发传感器安装在新的敲击点附近，探头下放至检测孔底；手持激振锤在新的敲击点进行激振；计算各个检测点的校正后的应力波的首波初至时间；根据校正后的应力波的首波初至时间计算最终测量桩深。本发明还公开了一种考虑土层波速的旁孔检测校正装置。本发明将土层纵波波速代入旁孔检测分析过程中，消除土层介质的影响，大大提高了旁孔检测的精度。

技术领域

本发明涉及桩基础测量技术领域，具体涉及一种考虑土层波速的旁孔检测校正方法，还涉及一种考虑土层波速的旁孔检测校正装置。

背景技术

桩基础因其承载能力大、安全性能高、适用性能强等特点本广泛的应用于工程建设中。桩基础属于地下隐蔽工程，其主体结构部分多埋置于地下，难以直接观察其结构尺寸和缺陷的情况，而基桩的施工质量直接关系着整个建筑物的安全，在工程检测时也一直被视为重点检测项目。

基桩检测主要包括完整性和承载力两个方面，完整性无损检测方法主要有低应变和声波透射法，承载力检测方法主要包括静载试验和高应变。目前这几项技术均较为成熟，在行业内也有较好的实际应用基础，各行业和地区也发布了多本相关的技术规范。

在完整性检测方面，传统的检测技术主要考虑在基桩施工完成后和上部结构施工前期间进行。随着建筑行业的发展，逐渐出现了需要对一些既有建筑条件下的基桩进行检测的需求，如：建成年代较为久远的建筑需要进行修缮加固，但施工和设计资料不全时，需要对其下部的基桩长度和完整性进行评估。与新建建筑不同，既有建筑上部结构已建成，此时因上方存在其他结构的干扰，采用低应变和声波透射法存在较大困难。在此基础上，行业内发展出一种新的检测方法，即旁孔透射法。

旁孔透射法最早于1978年法国的工程师提出，兴起于欧美国家，主要用于检测既有建筑基桩的长度，随后被国内学者引入进行相关的研究和实践，经过多年的发展，已成为既有建筑基桩检测的主要方法之一，也是行业和多个地区标准中的推荐方法。目前主要用于桥梁或既有建筑等工程的基桩检测，多用于对桩长或较大缺陷的检测。旁孔透射法在既有建筑基桩长度检测时不受上部结构的影响，具有显著优势，其基本原理是在基桩顶部或与基桩相连的刚性结构上激振产生应力波，利用在被测桩旁平行被测桩的钻孔内放置探头，接收从钻孔底部向上以一定距离经由桩身或桩底以下土层传播的应力波，通过分析探讨在不同深度下应力波在激发点和接收点间传播时间的变化，判定桩长和桩身完整性的检测方法。实际测试时，在桩顶面(或与桩顶联结的承台、桩帽等上部结构)上用手锤(力棒)垂直方向敲击产生应力波，并沿着桩身向下传播，遇到周围土层进行透射，在桩旁边事先钻好的孔内放置传感器来接收透射波信号，由此读取不同深度的初至波到达声时并拟合初至时间-深度关系图。当传感器低于桩底时，则声速将会改变，会在时间-深度图上显示一个拐点，由图中直线斜率发生变化的位置来推断桩的长度，两条直线的斜率可以分别用来推断桩身平均波速和桩底持力层的波速。如图1所示，直线l₁和l₂相交于点O，直线l₁的斜率v₁表示桩身平均波速，直线l₂的斜率v₂表示桩底持力层平均波速。点O的坐标h₀表示桩底位置深度。

旁孔透射法在进行数据分析时有一个重要的前提条件是假设桩-孔之间的土层是均匀的，不考虑土层波速对信号传播声时的影响。但在实际工程中，桩周的土层往往是不均匀的，不同深度的土层波速一般存在差别，故不同测点信号经桩传播到孔时在中间土层的传播时间所受的影响是不一致的，而目前在进行旁孔检测时往往忽略了这一点，导致实测结果存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术上存在的上述问题，提出一种考虑土层波速的旁孔检测校正方法，还提供一种考虑土层波速的旁孔检测校正装置。本发明在现有旁孔透射法的基础上，增加对桩周土层的纵波波速测试，通过各测点所在位置的土层纵波波速来对实测的首波初至时间进行修正，解决旁孔透射法检测时因土层不均匀导致实测结果存在误差的问题。